BMP图片格式详细解析--以256色为例

通过分析bmp图片的格式，可以完成BMP图片的打开和保存

 

一、bmp格式：

典型的BMP 图像文件由四部分组成： 　

　1 .位图文件头数据结构，它包含BMP 图像文件的类型、显示内容等信息；　

　2 .位图信息数据结构，它包含有BMP 图像的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息；　　

      3.调色板，这个部分是可选的，有些位图需要调色板，有些位图，比如真彩色图（24 位的 BMP ）就不需要调色板；　

4.位图数据，这部分的内容根据BMP 位图使用的位数不同而不同，在 24 位图中直接使用 RGB ，而其他的小于 24 位的使用调色板中颜色索引值。

 

① BMP文件头 (14 字节 ) 　　

 

BMP文件头数据结构含有 BMP 文件的类型、文件大小和位图起始位置等信息。其结构定义如下: 　　

 

intbfType; // 位图文件的类型，必须为 ' B '' M '两个字母 (0-1字节 ) 　 intbfSize; // 位图文件的大小，以字节为单位 (2-5 字节 ) 　 intbfReserved1; // 位图文件保留字，必须为 0(6-7 字节 ) 　　 intbfReserved2; // 位图文件保留字，必须为 0(8-9 字节 ) 　 intbfOffBits; // 位图数据的起始位置，以相对于位图 (10-13 字节 )

 

 

 

② 位图信息头(40 字节 ) 　

 

　BMP 位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。　

 

intSize; // 本结构所占用字节数 (14-17 字节 ) 　 intimage_width; // 位图的宽度，以像素为单位 (18-21 字节 ) 　　 intimage_heigh; // 位图的高度，以像素为单位 (22-25 字节 ) 　 intPlanes; // 目标设备的级别，必须为 1(26-27 字节 ) 　　 intbiBitCount;// 每个像素所需的位数，必须是或1,4,8 24(// 真彩色 ) 之一　　(28-29 字节) intbiCompression; // 位图压缩类型，必须是 0( 不压缩 ), 1(BI_RLE8 压缩类型 ) 或// 2(BI_RLE4 压缩类型 ) 之一　　(30-33 字节 ) intSizeImage; // 位图数据的大小，以字节为单位 (34-37 字节 ) 　　 intbiXPelsPerMeter; // 位图水平分辨率，每米像素数 (38-41 字节 ) 　　 intbiYPelsPerMeter; // 位图垂直分辨率，每米像素数 (42-45 字节 ) 　　 intbiClrUsed;// 位图实际使用的颜色表中的颜色数 (46-49 字节 ) 　　 intbiClrImportant;// 位图显示过程中重要的颜色数 (50-53 字节 )

 

　

 

 

 

③ 颜色表　　

 

颜色表中的个数有 biBitCount 来确定。当biBitCount=1,4,8 时，分别有 2,16,256 个颜色 ; 当biBitCount=24 时，没有颜色表项。　　

 

在windows中每个颜色是 b g r a 四个字节保存，a代表透明度，如果是1位位图，那么颜色表一共站八个字节，如果是4位位图，颜色表站84个字节，如果是8位位图，需要表示256中颜色，每种颜色站四个字节，所以颜色表一共站1024个字节。

 

256色的时候，windows中，位图数据的大小就是0-255，代表着调色板中的数据，每次读八个为就是一个像素信息，其他位图类似。

 

④ 位图数据　　

 

位图数据记录了位图的每一个像素值，记录顺序是在扫描行内是从左到右, 扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数: 　　

 

当biBitCount=1 时， 8 个像素占 1 个字节 ; 　　

 

当biBitCount=4 时， 2 个像素占 1 个字节 ; 　　

 

当biBitCount=8 时， 1 个像素占 1 个字节 ; 　　

 

当biBitCount=24 时, 1 个像素占 3 个字节 ; 　　

 

Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是4 的倍数 ( 即以 long 为单位 ), 不足的以 0 填充，具体数据举例：

 

也就是说，写入图片一行的像素信息的时候，每一行的字节数都必须是4的倍数，不足的在后面补0，然后才又开始写入下一行的像素信息。　

 

位图数据，其实就是在描述图片上每一个点的颜色，在windos中，是先写入该图片的最有一排像素点，从下往上，从左往右，没写完一排，如果写入的字节数不是4的倍数，就会补0，比如写入了3个字节，就不要再补一个字节的0，然后开始写下一排的数据。

 

对于单色位图，只需要一个位就可以表示其所有的颜色可能，黑白，对于16色位图，也就是有16中颜色的可能，那么需要四个位就可以表示16中可能，对于256色位图，那么需要8个位才能表示256中情况，对于真彩色，也就是表示所有的颜色，那么需要三个字节才可以表示所有情况（透明度不算），对于单色，16色，256色位图来说，位图数据读到的是调色板上的索引，通过这个索引在调试版中找到对应的颜色，然后显示在屏幕上。所以对于单色位图，他的调色板只有黑白两种颜色，16色位图，他的调色板有16种颜色，256色的调色板有256中颜色，如果是24位位图，他的位图信息，就是保存的真实颜色，每读三个字节就表示了一个像素点的颜色，不需要再进行调色板查找对应的颜色。

 

 

 

前言：windows中存入基本数据，是先存入了低位，再存入高位。

 

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首先完成打开一张bmp24位位图图片：

 

1、利用系统画图板画一张图片，保存的时候选择24位位图，由于24为位图没有调试板，位图数据区保存的是每个像素点的颜色，不需要我们进行调试板的转换，所有有利于初学者对于bmp格式的理解，完成了24位的再来看其他位图的。

 

2、利用swing写一个图形界面，中间留一个panel区域用于显示图片。将图片的每一个颜色保存到二维数组中，然后画在面板上，就打开了一张图片。

 

3、读取到图片的主要信息：

 

File file = new File("d:\\8bit.bmp");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
// 首先得到宽度和高度
fis.skip(18);
int width = myReadInt(fis);
int height = myReadInt(fis);
//由于24位位图没有调试板数据，所以现在已经已经读取了26个字节，再跳过28个字节就到了位图
//数据区
fis.skip(28);
//再开始读取就是位图数据了，现在是24位位图，每读取三个字节就代表一个像素点的颜色，注意
//windows在保存的时候是先保存的最后一排的数据，从下往上从左往右保存的，所以我们取出数
//据只有需要保存的数组正确的位置。每次读取三个字节我们就转成颜色保存起来
// 现在读取位图数据
// 判断是否补零
Color[][] colors = new Color[height][width];
int sk = 0;
if (width % 4 > 0) {
 sk = 4 - width % 4;
 }
 for (int h = image_heigh - 1; h >= 0; h--) {
 for (int w = 0; w < image_width; w++) {
 // dis.skipBytes(bfOffBits-60);
 // 读入三原色
 int blue = dis.read();
 int green = dis.read();
 int red = dis.read();
 Color color = new Color(red,green,blue);
 colors[h][w]=color;
 }
 // 跳过补0项,每次读取第一行就判断需要跳过的字节
 dis.skipBytes(sk);

 }

File file = new File("d:\\8bit.bmp");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
// 首先得到宽度和高度
fis.skip(18);
int width = myReadInt(fis);
int height = myReadInt(fis);
//由于24位位图没有调试板数据，所以现在已经已经读取了26个字节，再跳过28个字节就到了位图
//数据区
fis.skip(28);
//再开始读取就是位图数据了，现在是24位位图，每读取三个字节就代表一个像素点的颜色，注意
//windows在保存的时候是先保存的最后一排的数据，从下往上从左往右保存的，所以我们取出数
//据只有需要保存的数组正确的位置。每次读取三个字节我们就转成颜色保存起来
// 现在读取位图数据
// 判断是否补零
Color[][] colors = new Color[height][width];
int sk = 0;
if (width % 4 > 0) {
	sk = 4 - width % 4;
	}
		for (int h = image_heigh - 1; h >= 0; h--) {
					for (int w = 0; w < image_width; w++) {
						// dis.skipBytes(bfOffBits-60);
						// 读入三原色
						int blue = dis.read();
						int green = dis.read();
						int red = dis.read();
						Color color = new Color(red,green,blue);
						colors[h][w]=color;
					}
					// 跳过补0项,每次读取第一行就判断需要跳过的字节
					dis.skipBytes(sk);

				}

 

保存下来所有像素的颜色，就可以画在面板上了，面板的大小应该是图片的大小。

 

如果理解了文件格式含义，那么就可以尝试完成256色位图的打开和保存。

 

保存的时候，我们需要严格按照格式规定，写入正确的字节，如果是256色，需要进行颜色的转换：

 

下面是256色位图的打开：

 

说明：我先根据系统画图板的图片，保存一张256色图片，读取出了调调色板的数据，放在一个文件中

 

便于我在进行打开256色图片的时候，把位图数据读到的信息转成调色板对应的颜色，所以要完成下面的操作，请先自己

 

读取256色的调色板数据。把由于系统画图板，位图信息是0，代表的是第一个颜色，如果是255代表最后一个颜色，所以

 

我们可以把调色板数据放在一维数组中，利用下标来进行查找。

 

 

// 打开256色，也就是8位表示一个像素点的颜色
 File file = new File("d:\\8bit.bmp");
 FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
 // 首先得到宽度和高度
 fis.skip(18);
 int width = myReadInt(fis);
 int height = myReadInt(fis);
 // 现在流的位置，26

 // 再跳过12个字节，到达需要测试的数据区
 fis.skip(12);
 int biXPelsPerMeter = myReadInt(fis); // 位图水平分辨率，每米像素数 (38-41 字节
 // )
 int biYPelsPerMeter = myReadInt(fis); // 位图垂直分辨率，每米像素数 (42-45 字节
 // )
 int biClrUsed = myReadInt(fis);// 位图实际使用的颜色表中的颜色数 (46-49 字节 )
 int biClrImportant = myReadInt(fis);// 位图显示过程中重要的颜色数 (50-53 字节 )
 System.out.println("" + biXPelsPerMeter + " " + biYPelsPerMeter
 + " " + biClrUsed + " " + biClrImportant);

 // 由于是256色，所以颜色表是[256][4]大小的数组，每个分量占1个字节
 // 定义一个256的数组，保存下颜色表的数据
 Color[] colors256 = new Color[256];


 for (int i = 0; i < 256; i++) {
 colors256[i] = myReadColor(fis);
 System.out.println("颜色表" + colors256[i]);
 }
 // 现在读取位图数据
 // 判断是否补零

 int sk = 0;
 if (width % 4 > 0) {
 sk = 4 - width % 4;
 }

 DrawUI.array = newint[height][width];
 System.out.println("宽度" + width + "高度" + height);
 for (int i = height - 1; i >= 0; i--) {
 for (int j = 0; j < width; j++) {
 int index = fis.read();
 DrawUI.array[i][j] = colors256[index].getRGB();
 System.out.println("保存的值"+DrawUI.array[i][j]);

 }
 fis.skip(sk);

 }
 // 设置画布大小
 panel.setPreferredSize(new Dimension(width, height));
 // 重新绘制panel，如果是repaint，只会重新绘制原来panel中的内容，不会将panel更新大小
 SwingUtilities.updateComponentTreeUI(panel);

// 打开256色，也就是8位表示一个像素点的颜色
				File file = new File("d:\\8bit.bmp");
				FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
				// 首先得到宽度和高度
				fis.skip(18);
				int width = myReadInt(fis);
				int height = myReadInt(fis);
				// 现在流的位置，26

				// 再跳过12个字节，到达需要测试的数据区
				fis.skip(12);
				int biXPelsPerMeter = myReadInt(fis); // 位图水平分辨率，每米像素数 (38-41 字节
														// ) 　　
				int biYPelsPerMeter = myReadInt(fis); // 位图垂直分辨率，每米像素数 (42-45 字节
														// ) 　　
				int biClrUsed = myReadInt(fis);// 位图实际使用的颜色表中的颜色数 (46-49 字节 ) 　　
				int biClrImportant = myReadInt(fis);// 位图显示过程中重要的颜色数 (50-53 字节 )
				System.out.println("" + biXPelsPerMeter + " " + biYPelsPerMeter
						+ " " + biClrUsed + " " + biClrImportant);

				// 由于是256色，所以颜色表是[256][4]大小的数组，每个分量占1个字节
				// 定义一个256的数组，保存下颜色表的数据
				Color[] colors256 = new Color[256];
				

				for (int i = 0; i < 256; i++) {
					colors256[i] = myReadColor(fis);
					System.out.println("颜色表" + colors256[i]);
				}
				// 现在读取位图数据
				// 判断是否补零

				int sk = 0;
				if (width % 4 > 0) {
					sk = 4 - width % 4;
				}

				DrawUI.array = new int[height][width];
				System.out.println("宽度" + width + "高度" + height);
				for (int i = height - 1; i >= 0; i--) {
					for (int j = 0; j < width; j++) {
						int index = fis.read();
						DrawUI.array[i][j] = colors256[index].getRGB();
						System.out.println("保存的值"+DrawUI.array[i][j]);

					}
					fis.skip(sk);

				}
				// 设置画布大小
				panel.setPreferredSize(new Dimension(width, height));
				// 重新绘制panel，如果是repaint，只会重新绘制原来panel中的内容，不会将panel更新大小
				SwingUtilities.updateComponentTreeUI(panel);

 

 

下面的代码，保存256色位图的bmp图片，注意需要自己写入调色板，调色板的信息是按照b g r a的顺序写入，调色板字节

 

先要准备好。

// 将图片保存为bmp格式
 File mysave256 = new File("d:\\mysave256bmp.bmp");
 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(mysave256);
 // 先写bm
 fos.write('B');
 fos.write('M');
 int width = DrawUI.array[0].length;
 int height = DrawUI.array.length;
 int bu0 = 0;
 if (width * bit % 4 > 0) {
 bu0 = 4 - width * bit % 4;
 }
 int size = 14 + 40 + width * height * bit + bu0 * height;
 // 写入文图文件大小
 myWriteInt(fos, size);
 // 写入文件保留字
 myWriteShort(fos, (short) 0);
 myWriteShort(fos, (short) 0);
 // 位图数据起始位置，54 + 颜色表
 int beginweitu = 54 + 256 * 4;
 myWriteInt(fos, beginweitu);
 // 位图信息头
 // 写入写入信息大小
 myWriteInt(fos, 40);
 // 写入宽度和高度
 myWriteInt(fos, width);
 myWriteInt(fos, height);
 // 写入级别
 myWriteShort(fos, (short) 1);
 // 每个像素所需的位数
 myWriteShort(fos, (short) 8);
 // 位图压缩类型
 myWriteInt(fos, 0);
 // 位图数据的大小
 int wsize = width * height + bu0 * height;
 myWriteInt(fos, wsize);
 // 保留的字节
 myWriteInt(fos, 0);
 myWriteInt(fos, 0);
 myWriteInt(fos, 0);
 myWriteInt(fos, 0);

 // 开始写入调色板
 FileInputStream fiscolor = new FileInputStream(fcolor256);
 // 得到调试板数组，用于转换

 HashMap hm = new HashMap();


 for (int i = 0; i < 256; i++) {
 int b = fiscolor.read() & 0xff;
 int g = fiscolor.read() & 0xff;
 int r = fiscolor.read() & 0xff;
 int a = fiscolor.read() & 0xff;
 Color colora =new Color(r,g,b) ;
 hm.put(colora.getRGB(),i );

 fos.write(b);
 fos.write(g);
 fos.write(r);
 fos.write(a);
 }
 fiscolor.close();
 // 开始写入位图数据,从最后一行从下往上输入
 int b0 = 0;
 if (width % 4 > 0) {
 b0 = 4 - width % 4;
 }

 int yuan = 0;
 int zhuan = 0;
 for (int i = height - 1; i >= 0; i--) {
 for (int j = 0; j < width; j++) {
 if(DrawUI.array[i][j]!=-1){
 System.out.print(DrawUI.array[i][j]+" ");
 }

 yuan = DrawUI.array[i][j];
 try{
 zhuan =(Integer) hm.get(yuan);
 }catch (Exception e2){
 zhuan=0;
 }

 fos.write(zhuan);
 }
 System.out.println();
 for (int k = 0; k < b0; k++) {
 fos.write(0);
 }
 }
 fos.flush();
 fos.close();
publicvoid myWriteInt(OutputStream os, int num) throws IOException {
 int a = num & 0xff;
 int b = (num >> 8) & 0xff;
 int c = (num >> 16) & 0xff;
 int d = (num >> 24) & 0xff;
 os.write(a);
 os.write(b);
 os.write(c);
 os.write(d);
 os.flush();

 }

 publicvoid myWriteShort(OutputStream os, short num) throws IOException {
 int a = num & 0xff;
 int b = (num >> 8) & 0xff;
 os.write(a);
 os.write(b);
 os.flush();

 }